universidad de guayaquilrepositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/35729/1/mia 026... · 2018-11-13 ·...

iii

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

MAESTRÍA EN INGENIERIA AMBIENTAL

“TRABAJO DE TITULACIÓN EXAMEN COMPLEXIVO”

PARA LA OBTENCIÓN DEL GRADO DE MAGÍSTER EN

INGENIERIA AMBIENTAL

TEMA:

TRATAMIENTO FÍSICO QUÍMICO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES,

EN TANQUE DE MANTOS SUSPENDIDOS.

AUTOR: QF. LUIS OLMEDO ALLAN GARCIA

TUTOR: Ing. JOSE GUILLERMO CARDENAS, Msc.

GUAYAQUIL – ECUADOR

MAYO 2016

iv

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

TÍTULO: TRATAMIENTO FÍSICO QUÍMICO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES,

EN TANQUE DE MANTOS SUSPENDIDOS.

AUTOR/ES:

QF. LUIS ALLAN

REVISORES:

- ING. VIRGILIO ORDOÑEZ, MSC.

- ING. CARMEN PALACIOS, MSC.

INSTITUCIÓN:

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD:

INGENIERIA AMBIENTAL

PROGRAMA: MAESTRIA EN INGENIERA AMBIENTAL

FECHA DE PULICACIÓN: NO. DE PÁGS: 56

ÁREA TEMÁTICA:

TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL.

PALABRAS CLAVES:

MANTO SUSPENDIDO

EFLUENTE

ARI

RESUMEN:

ESTE PROYECTO DE TESIS CONSISTIÓ EN EL DISEÑO, DIMENSIONAMIENTO,

OPERACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL EN

UNA PLANTA, QUE SE DEDICA A LA ELABORACIÓN DE PRODUCTOS, PARA

AVES Y CERDOS. ESTE TRATAMIENTO SE REALIZA EN UN TANQUE DE

MANTOS SUSPENDIDOS, LOS PROCESOS ESTÁN INTEGRADOS DE

COAGULACIÓN, FLOCULACIÓN, SEDIMENTACIÓN. LOS PARÁMETROS DE

DISEÑO ESTÁN RELACIONADOS, CON EL TIEMPO DE RETENCIÓN

HIDRÁULICA Y CAUDALES. PARA LA DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DEL

v

TANQUE DE FLOCULACIÓN Y SEDIMENTACIÓN. LOS PARÁMETROS DE

DISEÑO SE OBTUVIERON DE LA BIBLIOGRAFÍA Y LOS RESULTADOS DE TEST

DE JARRA. EL TEST DE JARRA ES UN MÉTODO EXPERIMENTAL PARA

DETERMINAR LA DOSIS DE LOS REACTIVOS QUÍMICOS, TIEMPOS DE

RETENCIÓN HIDRÁULICA, DIMENSIÓN PARA EL VOLUMEN DEL TANQUE DE

FLOCULACIÓN, SEDIMENTACIÓN. PARA TRATAMIENTO FÍSICO QUÍMICO

DEL EFLUENTE DEL AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL TRATADA, DEBE DE

CUMPLIR LOS PARÁMETROS DE DESCARGA, AL CUERPO RECEPTOR DE

ACUERDO A LA NORMATIVA AMBIENTAL ECUATORIANA.

N° DE REGISTRO(en base de datos): N° DE CLASIFICACIÓN:

Nº

DIRECCIÓN URL (tesis en la web)

ADJUNTO URL (tesis en la web):

ADJUNTO PDF: SI NO

CONTACTO CON AUTORES/ES: Teléfono:

0997580889 E-mail:

[email protected]

CONTACTO EN LA

INSTITUCION:

Nombre: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

Teléfono: (07) 405-1000

vi

APROBACION DEL TUTOR

En mi calidad de tutor del Programa de Maestría en INGENIERIA AMBIENTAL,

nombrado por el Decano de la Facultad de INGENIERIA QUIMICA, CERTIFICO:

que he analizado el estudio de caso presentada como examen complexivo, como

requisito para optar el grado académico de Magíster en INGENIERIA

AMBIENTAL, titulada: TRATAMIENTO FÍSICO QUÍMICO DE AGUAS

RESIDUALES INDUSTRIALES, EN TANQUE DE MANTOS SUSPENDIDOS. La

cual cumple con los requisitos académicos, científicos y formales que demanda el

reglamento de posgrado

Atentamente

TUTOR: Ing. JOSE GUILLERMO CARDENAS, Msc.

TUTOR

Guayaquil, 9 de mayo del 2016

vii

DEDICATORIA

Esta tesis va dedicada para mi madre,

mi abuelita, mi hija y mis tíos, quienes

fueron las personas que me ayudaron

en el momento que lo requería.

viii

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios, a mis compañeros de

estudio y a los señores profesores que

estuvieron presentes cuando era

necesario adquirir los conocimientos

para ponerlos en prácticas en la vida

profesional y el desarrollo todo los

proyecto que lo he desarrollado en la

empresa.

ix

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de esta Tesis de Grado, me corresponden

exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la misma a la UNIVERSIDAD DE

GUAYAQUIL”

___________________________

FIRMA

ING. LUIS OLMEDO ALLAN GARCIA

x

ABREVIATURAS

ARI: agua residual industrial.

Tanque de manto suspendido: es un tanque integrado en que se realiza un proceso físico

químico del ARI.

Aguas Residuales: agua de composición variada que proviene del uso industrial,

municipal, comercial, incluyendo fraccionamiento que haya sufrido en su descomposición

en su aria de calidad original.

Afluente industrial: vertido de agua residual sin tratamiento a un cuerpo hídrico receptor.

Agua superficiales: agua que fluye o que se almacena en la superficie del terreno.

Agua subterránea: agua del subsuelo que se encuentra en la zona de saturación. (Situado

debajo del nivel friático, donde los espacio abierto se encuentra llenos de agua, compresión

igual o mayor a la atmosfera).

Biosfera: mapa constituido por agua, tierra y una masa de aire en la cual se desarrolla para

los seres vivos.

Coagulación: desestatización de los coloides por neutralización de un electrolítico de

carga opuesta, para formar un floculo.

Floculación: aglomeración de los floculó, para que se pueda asentar con una rapidez

deseada.

Sedimentación: es el asentamiento de los floc. Por diferencia de densidad.

Contaminante: cualquier elemento, sustancia, compuesto, o derivado químico o bilógico,

radiaciones, vibraciones, ruidos, energía o combinación de ellos, que causa u efecto

adverso al agua, suelo, aire, flora y fauna como seres humano a su interceptación o al

ambiente general.

Contaminación: es un proceso en que un ecosistema es alterado por la introducción por

parte del hombre sustancias i/o energía en el ambiente, hasta un grado que perjudica su

salud, atenta contra el sistema ecológico orgánico y vivientes, desterrando la estructura y

característica del medio ambiente, y dificulta el aprovechamiento de los recursos naturales.

Descarga: acción de infiltrar, verter, depositar, inyectar agua residuales, aun cuerpo

receptor o a un alcantarillado de forma intermitente o continua.

Efluente industrial: líquido que proviene, de un proceso de tratamiento de una actividad o

de un proceso productivo.

Cuerpo receptor: descarga de agua residuales tratadas o sin tratamiento.

Disposición final: acción de depositar o confirmar permanentemente residuo en sitios e

instalaciones cuyas características, que permiten prevenir su liberación al ambiente y las

consecuentes afectaciones a la salud de la población y a los ecosistema.

xi

Diagnóstico ambiental: se entiendo cómo la descripción completa de la línea base de los

estudios ambientales referidos en este reglamento.

LMP: límite máximo permisible.

LMP: desconcentración de valor máximo de concentración de elemento (s) o sustancias

(s), en los diferentes componentes del ambiente, determinado atreves de métodos

estándares y reglamentado y con instrumento legales.

Medio ambiente: es un sistema formado por elementos naturales y artificiales que están

interrelacionados y que son modificados por la acción humana. Se trata del entorno que

condiciona la forma de vida de la sociedad y que incluye valores naturales, sociales y

culturales que existen en lugar y momento determinado.

Micrón: millonésima parte de un metro.

Monitoreo: programa de la colección de muestra, efectuar mediciones, realización de

registros y algunas características del ambiente, con el fin de evaluar los efectos

específicos.

Olor ofensivo: olor generado por sustancias o actividades industriales, servicios que

producen molestias, aunque no causen daño o a la salud.

Recursos naturales: se refiere a los recursos agua, aire y suelo.

Reúso: acción de aprovechar un desecho, sin previo tratamiento.

US EPA: United States Environmental Protection Agency – Agencia de Protección

Ambiental de Estados Unidos de América.

xii

CONTENIDO

PORTADA

REPOSITORIO

AGRADECIMIENTO

DEDICATORIA

CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................... 16

1.1 Objeto de Estudio .................................................................................................. 16

1.3 Pregunta científica ................................................................................................ 17

1.4 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA .................................................................. 18

1.5 Justificación .......................................................................................................... 19

1.6 Objetivos ............................................................................................................... 20

1.7 Premisa .................................................................................................................. 21

1.8 SOLUCIÓN PROPUESTA .................................................................................. 22

CAPÍTULO 2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y METODOLÓGICA ........................ 25

2.1 Marco Teórico ...................................................................................................... 25

2.1.2 Referentes empíricos ..................................................................................... 28

2.2 Marco Metodológico ............................................................................................ 32

2.2.1 Categorías ...................................................................................................... 34

2.2.2 Dimensiones .................................................................................................. 35

2.2.3 Instrumentos .................................................................................................. 35

2.2.4 Unidad de Análisis ........................................................................................ 36

xiii

2.2.5 Gestión de datos ............................................................................................ 36

2.2.6 Criterios Éticos .............................................................................................. 37

2.2.7 Resultados ...................................................................................................... 37

CAPÍTULO 3 SOLUCIÓN PROPUESTA ......................................................................... 43

3.1 Definicion de floculacion, coagulacion y sedimentacion

de reactivos quimicos…………………………………………………..…41

3.2 Factores que influyen en la floculacion….…………………………………...43

3.3 Diseño del tanque del manto suspendido….………………………………….46

3.4 Calculo del tanque del manto suspendido….………………………………...47

3.5 Determinacion de caudales del agua residual………………………………...50

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………………………...………...51

BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………...……..52

ANEXOS…...……………………………………………………………………………..53

xiv

RESUMEN

Este proyecto de tesis consistió en el diseño, dimensionamiento, operación de la planta de

tratamiento de agua residual. En una planta, que se dedica a la elaboración de productos,

para aves y cerdos. Este tratamiento se realiza en un tanque de mantos suspendidos, los

procesos están integrados de coagulación, floculación, sedimentación. Los parámetros de

diseño están relacionados, con el tiempo de retención hidráulica y caudales. Para la

determinación del volumen del tanque de floculación y sedimentación. Los parámetros de

diseño se obtuvieron de la bibliografía y los resultados de test de jarra. El test de jarra es

un método experimental para determinar la dosis de los reactivos químicos, tiempos de

retención hidráulica, dimensión para el volumen del tanque de floculación, sedimentación.

Para tratamiento físico químico. El efluente del agua residual industrial tratada, debe de

cumplir los parámetros de descarga, al cuerpo receptor de acuerdo a la normativa

ambiental ecuatoriana.

Palabras claves:

Manto suspendido

Efluente

ARI

Referencia Bibliografía:

Parámetros de diseño Coagulación Floculación Sedimentación

TRH Menor a 1 Menor o igual a

30min

1 - 2 horas

V= QxTRH

Registro de los datos del Test de Jara

Parámetros de Diseño Coagulación Floculación Sedimentación

TRH = 1Min =25Min 1.3h

V=QxTRH

xv

ABSTRACT

This thesis project consisted of the design, sizing, operation of the treatment plant

wastewater in a plant dedicated to the production of products, poultry and pigs. This

treatment is performed in a tank suspended mantles are integrated processes of

coagulation, flocculation, sedimentation. The design parameters are related, with the

hydraulic retention time and flow. For determining the volume of the tank flocculation and

sedimentation. The design parameters were obtained from the literature and the results of

test jar. Jar test is an experimental method for determining the dose of the chemical

reagents, hydraulic retention times, dimension to the tank volume flocculation,

sedimentation. For physical chemical treatment. The industrial wastewater effluent treated,

must meet discharge parameters, the receiver body according to Ecuadorian environmental

regulations.

Keywords:

Suspended mantle

Effluent

ARI

It indexes Bibliography:

Design parameters Coagulation Floculación Sedimentación

TRH Minor to 1 Minor or equal to 30

minutes

1 - 2 hours

V= QxTRH

Registro de los datos del Test de Jara

Design parameters Coagulation Floculation Sedimentation

TRH = 1 minutes =25 minutes 1.3 hours

V=QxTRH

16

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN

En la actividad humana, se ha observado una tendencia a vivir en sociedad

estableciendo vínculos que permite un determinado números de productos y su

variadas formas de aprovechamiento, que luego da paso a la industria como se

conoce. Si bien la industria, al proporcionar beneficios de competividad y de

sostenibilidad en la economía, también ha desencadenado, estas actividades una

serie de problemas ambientales relacionándoles con sus aguas residuales, por

algunas décadas no se realiza ningún tratamiento que haya sido demandado por la

población o autoridades. Pero las políticas han realizado cambio, en estos últimos

años, por lo que todo efluente de agua residual, tenga un tratamiento para su

descarga final, en este proyecto presento alternativas, acorde a las tecnologías

disponibles, que ayudan con ideas convencionales y nuevas tecnología para la

remoción o eliminación de los niveles de contaminación, en el tratamiento del

agua residual industrial de la empresa dedicada a la elaboración de productos para

aves y cerdos.

Para el tratamiento del agua residual se inicia con la caracterización de caudales y

la contaminación del agua. Luego de haber obtenido el resultado de los análisis,

de los volúmenes y los contaminantes, se deciden el tratamiento que se debe

realizar al agua, en nuestro caso realizaremos un diseño de tratamiento físico y

químico en un tanque de manto suspendido en la que se va optimizar este

tratamiento

17

1.1 OBJETO DE ESTUDIO

Este proyecto tiene como objetivo, el diseño de la planta para el tratamiento del

agua residual industrial de una empresa dedicada a la elaboración de productos

para aves y cerdos, de acuerdo a los caudales y a los parámetros analizados.

Estas unidades de operación y de proceso están integrados en un tanque de mantos

suspendidos, con la finalidad de utilizar los recursos disponibles de la planta

tratamiento.

El tratamiento del agua residual, es un proceso físico y químico con unidades de

procesos de coagulación, floculación, sedimentación, para la eliminación de los

sólidos suspendidos, materia orgánica. Para que la eliminación de la carga

contaminante, cumpla con los parámetros, para la descarga del efluente tratado,

con la legislación ambiental Ecuatoriana

1.2 PREGUNTA CIENTÍFICA

Siendo la Ing. Ambiental una ciencia que busca solucionar problemas de

ambientales, a la descarga de un agua residual, a un cuerpo hídrico nos

preguntamos ¿cómo el diseño, el dimensionamiento y el tratamiento del agua

residual, contribuye, para la descontaminación, en la remoción de sus

contaminantes, para la descarga del componente hídrico de la empresa dedicada a

la elaboración de productos para aves y cerdos?

18

1.3 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA

El agua residual industrial, que se generada en la empresa, para elaboración de

los productos de alimentación de aves y cerdos, presentan elevadas concentración

de elementos, orgánicos e inorgánicos, cuyas concentraciones se encuentran fuera

de los valores per visibles para la descarga a un cuerpo hídrico receptor, de

acuerdo a la normativa Ambiental Ecuatoriana.

La concentración de los contaminantes orgánicos e inorgánicos se generan en:

lavado graneros, carros, derrames de polvo y granos, derrame de melaza, polvo,

en operación sin experiencia y con experiencia.

Estas acciones, generan efectos que contaminan un cuerpo hídrico receptor y no

cumplen con los parámetros permisibles para su evacuación, afectando flora y

fauna de áreas adyacentes, imagen mala con la comunidad, generan gastos para

sus estudios, las acciones de demanda y multas

Tabla 1: Árbol de problema

CA

US

AS

Mantenimiento

Lavado de piso

Lavado de vehículos

Lavado de equipos

Reparación de equipos defectuosos

Operación Derrame de melaza

Derrame de polvo y granos

Personal Irritabilidad por ruido

Operario sin experiencia y con experiencia

Generación de aguas residuales industriales con valores permisibles de

evacuación superior a la norma Ambiental Ecuatoriano

EF

EC

TO

S

Contaminación del cuerpo hídrico receptor

No cumple con los parámetros permisibles de evacuación

Afecta a la flora y fauna

Mala imagen con la comunidad

Gastos por demanda y multas

Gastos por estudios ambientales Ecuatoriano

Suspensión de las labores productivas

Elaborado por: QF. Luis Allan

19

1.4 JUSTIFICACIÓN

El tratamiento físico químico del agua residual industrial, es para la eliminación

del 80% al 90% de los sólidos suspendidos, el 40% al 70% de DBO5, del 30% al

40% de DQO. Los lodos generados en este proceso se los estabilizan

químicamente, con cal cruda hasta un pH de 12 a 14 desaguado, se deshidrata y se

los elimina como sólidos, no constituye un potencial negativo para su evacuación.

Siendo el agua el elemento indispensable para la vida y para los procesos de

elaboración de la industria y domésticos es necesario tener presente los objetivos

del buen vivir, que están relacionado al medio ambiente, de la naturaleza,

contemplan un sin número de mecanismo tales como:

Fortalecer los sistema de área protegida; diseño y planificación del proceso de

aplicación y ordenamiento territorial a todo nivel del gobierno, que produce la

defensa del medio en particular es la con vegetación protegida. Para el desarrollo

económico y sus usos alternativos, estratégicos y sostenibles pero con respeto al

patrimonio patrimonial. Protección de la biodiversidad.

Este plan, como es lógico incluye una serie de mecanismo que directa o

indirectamente pueden afectar a los planes de desarrollo que puede tener tanto el

sector público como el privado,, puesto que tiende, entre otros a Mitigar,

contrarrestar y minimizar los impactos ambientales, así como a concientizar a la

población en la necesidad de iniciar emprendimientos económicos que sean

amigables con la naturaleza.

20

1.5 OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Diseñar una planta de tratamiento de aguas residuales, de acuerdo a las

características física, químicas y de caudales para una empresa dedicada a la

elaboración de productos secos para minimizar la carga contaminante de los

afluentes.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Determinar los porcentajes de eliminación de los contaminantes en las

unidades de operación y proceso físico químico en la planta de tratamiento

de agua.

Evaluar los procesos involucrados en el tratamiento físico químico del

agua residual

Evaluar las características físicas y químicas del afluente, el efluente

tratado, para precisar la eficiencia de remoción.

21

1.6 PREMISA

En la planta de elaboración de productos para cerdos y aves el volumen del ARI

son muy altos y por lo tanto se presentó dos propuestas para la reutilización del

efluente del tratamiento físico y químico con las características, de concentración

de los contaminantes de la descarga al cuerpo receptor de acuerdo a la norma del

medio ambiente ecuatoriana vigente.

PRIMERA OPCIÓN DE PLANTA PILOTO

El diseño de la planta piloto para las características física y química, caudal del

efluente tratado con la siguiente consideración:

1.- pre-tratamiento

2.- purificación

3.- eliminación de la dureza

4.- caudal de diseño 20lt/min.

5.- desinfección

SEGUNDA OPCIÓN DE PLANTA PILOTO

1.- caudal de diseño 20lt/min

2.- pre-tratamiento

3.- eliminación de la dureza

4.- microclificación

5.- osmosis inversa

6.- desinfección

22

1.7 SOLUCIÓN PROPUESTA

ESQUEMA DE TRATAMIENTO DE LA PRIMERA OPCIÓN

Esta simulación de un tren de filtración luego de 14 horas se observa el

incremento de la presión del manómetro, aumenta la presión hasta 45 psi, lo que

indica que se a colmatado el pre-tratamiento, carbón activado, la remoción de la

dureza y por lo tanto el incremento de la turbidez, los rayos ultra violeta no

penetran en la masa del líquido y por lo tanto no hay desinfección.

ESQUEMA DE TRATAMIENTO DE LA SEGUNDA OPCIÓN

Para esta segunda opción de tratamiento se considerado cambios –

incrementar el área de filtración, con dos cartucho de piola con capacidad

para 60 lt/min

También se incrementó el área del filtro pulidor para un caudal de 70

lt/min

para micro filtración se utilizaron 4 elementos con capacidad de 20 lt/min,

cada uno

La columna de las resinas catiónicas clico sodio no hubo cambio.

Para prevenir incompatibilidades químicas o biológicas en la membrana de

OI, se dosifico en línea, anti-incrustantes y biosidas

La lámpara ultra violetas no hubo cambio Porque su capacidad es de 100

lt/min.

23

En esta segunda simulación, del tren de tratamiento, con las indicaciones

indicado, luego de 14 horas de operación, la filtración en el pre-tratamiento, no se

incrementó la presión el en manómetro, se mantenía presión inicial que fue de 30

psi. Pero la filtración, por micro filtración, se incrementó el manómetro a 48 psi lo

que indica que se a colmato. El agua alimentada a la osmosis inversa, se la

monitorio antes que se a colmate la microfilmación y durante su colmatación. El

caudal del premiado de la osmosis inversa, fue el 35% hasta 20% El concentrad

es el 75%. Y el 80%. En el concentrado se incrementa los sólidos totales por lo

tanto esta agua no se puede descargar al cuerpo receptor si no hay que descargar a

la cabecera del tratamiento del tratamiento del agua residual industrial.

24

Conclusiones de la solución de la propuesta:

En la primera opción los periodos de filtración y la colmatación de las

unidades física no son recomendables a este tratamiento para reutilización

del agua.

En el segundo opción el pre-tratamiento, se puede obtener periodos más

largos de filtración, pero la micro filtración se colmata a las 8 horas, los

caudales permeados obtenidos de las osmosis inversas son insuficientes.

En el caudal del concentrado se incrementa los sólidos caudades. Los

costos de construcción, operación, de estos módulos de filtración son muy

elevados. Este tratamiento no se recomienda

De acuerdo al costo , beneficio no se recomienda, la reutilización del

efluente tratado

Se recomienda seguir utilizando el agua subterránea pos costo, beneficio

viable

25

CAPÍTULO 2

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y METODOLÓGICA

2.1 MARCO TEÓRICO

2.1.1 TEORÍAS GENERALES

El agua es un recurso renovable, cuando se encuentra pura, el agua se contamina

por las actividades industriales y domésticas. De esta manera, las aguas

contaminadas no son útiles, sino nocivas para la salud.

La contaminación del agua residual, es un problema a nivel mundial y sobre todo

en países industrializados, donde existe mayor densidad poblacional.

2.1.2 TEORIAS SUSTANTIVAS

El agua residual industrial, generada, depende de los proceso de las industrias,

depende de la tecnología, que se dispone para tratar el afluente a valores

permisibles de evacuación y de la política interna de cada empresa para la

remoción o disminución de los contaminantes y de esta manera contribuye al

medio ambiente, atraves del desarrollo sostenible, las leyes ecuatorianas

preocupada a la protección de la biosfera estableció como norma técnica

ambientes y la descarga de los efluentes.

NORMA DE CALIDAD AMBIENTAL Y DE DESCARGA DE EFLUENTES:

RECURSO AGUA La presente norma técnica ambiental revisada y actualizada es

dictada bajo el amparo de la Ley de Gestión Ambiental y del Reglamento a la Ley

de Gestión Ambiental para la Prevención y Control de la Contaminación

26

Ambiental y se somete a las disposiciones de éstos, es de aplicación obligatoria y

rige en todo el territorio nacional.

La presente norma técnica determina o establece:

a) Los principios básicos y enfoque general para el control de la

contaminación del agua.

b) Las definiciones de términos importantes y competencias de los diferentes

actores establecidas en la ley.

c) Los criterios de calidad de las aguas para sus distintos usos.

d) d) Los límites permisibles, disposiciones y prohibiciones para las

descargas en cuerpos de aguas o sistemas de alcantarillado.

e) Permisos de descarga.

f) Los parámetros de monitoreo de las descargas a cuerpos de agua y

sistemas de alcantarillado de actividades industriales o productivas, de

servicios públicas o privadas.

g) Métodos y procedimientos para determinar parámetros físicos, químicos y

biológicos con potencial riesgo de contaminación del agua.

En Ecuador, un país envía de desarrollo ha tenido la necesidad de modernizarse

desarrollar nueva tecnología para mejorar la calidad de vida para sus habitantes y

se crea una sociedad industrializada que satisface los requerimiento sociales. En

esta modernización los gobierno establece medidas y controles para vigilar los

contaminantes generados con los procesos industriales y de esta manera de

proteger los recursos naturales y que algunos son sobre explotado y que afectan

directamente al hombre

Los contaminantes que han causado problemas son el resultado, de acciones que

eran aceptadas en el pasado por falta de conocimiento que tenía entonces sus

efectos en el ambiente como ejemplo de estos tenemos:

El DDT aplicados en cultivos en residencia para el control de mosquitos y otros

insectos que se encuentren. Los cloroflurocarbonados (CFC’s), compuesto

utilizado como refrigerantes y que no eran tóxicos, pero en la década de los 70, se

27

descubrió que es el causante de la destrucción de la capa de ozono que protege

nuestro planeta de la radiación filtro solares. (Arellano, 2013, pág. 7)

INEN 2013 establece que a nivel nacional son pocas las empresas que realizan un

tratamiento a sus aguas industriales, además establece 8.1% de la empresas

privadas que realizan el tratamiento del agua residual y el 91.9% de las empresas

no registran el ingresos de sus afluente. Y de nuestra experiencia conozco que hay

empresas privadas que solo realizan tratamiento intermedio que no cumple sus

efluentes los niveles permisibles para la descarga al cuerpo hídrico.

Expresión de las características de un agua residual se expresa en unidades de

medida tanto física y químicas. Es necesario indicar que toda caracterización del

agua residual se realiza con un programa de muestreo para asegurar una

representación cualitativa y cuantitativa de una muestra y del análisis del

laboratorio q estece en conformidad con la norma estándar y que asegure una

escasitud en sus resultados. (Ángel Cajigas. VoL.1 pg.55).

La contaminación del agua de los ríos y lagos tradicionalmente se considera por la

descarga de la materia orgánica e inorgánicas, ya que la descarga de estos

contaminantes consumen oxígeno para su descomposición, por esta razón una de

las medidas de la cantidad para la determinación de la materia inorgánica e

orgánica es la del DQO y para la determinación de la materia orgánica es el

consumo del oxígeno DBO. La presencia de materia orgánica e inorgánica

disuelta en el agua, dificultan la vida acuática, necesitan oxígeno para sobrevivir y

sin oxígeno no hay vida acuática, además sin oxígeno se produce una

descomposición anaerobia produciendo un mal olor a gas sulfúrico, como

subproducto a esa descomposición. Al existir en descarga orgánica de origen

28

humano están van a contribuir a la existencia de patente atójenos (H.Blumes. pg.

217).

(INEC 2013) Proveer de información ambiental acerca de la gestión de las

Empresas Privadas y Públicas para la elaboración de indicadores ambientales en

temas de gestión ambiental, manejo de residuos sólidos, uso del recurso agua,

tratamiento de aguas residuales, gastos e inversión en gestión ambiental. Con el

fin de generar información estadística útil para investigación, conocimiento del

público en general de la realidad nacional e implementación de políticas

enmarcadas en el Plan Nacional del Buen Vivir Tratamiento de Aguas Residuales:

Proceso al que se somete las aguas residuales para que puedan cumplir las normas

ambientales u otras normas de calidad y permitir su descarga al ambiente sin

efectos perjudiciales para la salud humana y el ecosistema.

2.1.3 REFERENTES EMPÍRICOS

Los referentes empíricos, es una formulación de hipótesis de una tarea, que se

logra cuando se cumple con algún requisito, la formulación en términos claros

empleando palabras precisas que no deben dar lugar a múltiples interpretaciones.

La claridad con lo que se formule es fundamental, debido que se constituye una

guía para la investigación y que ellos puedan ser comprobable.

La igualación es un método empleado para detener los vertidos en un depósito y

que sus efluentes sean uniformes en sus características (pH, color, turbiedad,

alcalinidad, DBO, etc.). Luego de homogenizarlo se consigue caudal y

concentración de los contaminantes sin variación para que de esta manera pueda

optimizar la dosificación de los reactivos químicos y optimizar el proceso de

activos físico y químicos.

La etapa de la coagulación y floculación son utilizada en el tratamiento físico

químico, para clarificación del agua, en el proceso físico y químico de

29

coagulación, floculación y sedimentación. Dependiendo de las características

física y química del agua se pueden utilizar coayudantes de coagulación y

floculación. La coagulación se realiza con un régimen turbulento y la floculación

con un régimen laminar, la sedimentación se realiza por diferencia de densidades

(entre líquido y solido), en nuestro caso en un tanque de manto suspendido.

La prueba de test de jarra se utiliza para medir la concentración de los reactivos

para la coagulación y remover los sólidos suspendidos

Esta prueba de jarra es una simulación del proceso físico y químico del

tratamiento del agua a nivel de laboratorio, que nos permite determinar la

clarificación y ajuste del pH, la dosis del coagulante, TRH de coagulación,

floculación y sedimentación, prueba experimentada que se realiza en un vaso de

un litro (autor: Luis Allan)

COAGULACIÓN FLOCULACIÓN SEDIMENTACIÓN

100 r/min 7 - 8 r/min 1 - 2 horas

Guía por: ing. sanitaria y ambiental

Para el tratamiento del agua residual industrial se efectuaron la dosificación de los

coagulante-floculantes, sulfato de aluminio (Al2(SO4)3) en dosificación de

200mg/l a 600 mg/l, además del cal para el ajuste de pH de 6.6 aproximadamente

a 8.5. También se utilizó policlorudo de aluminio en dosificaciones de 200mg/l a

600 mg/l

SISTEMA SELECCIONADO DE TRABAJO PARA PRUEBA DE JARRA

PUNTO JARRA DOSIFICACIÓN

ARI

1 Cal+200 ppm Sulfato de Aluminio (S.A.)



4

Cal+200 ppm Policloruro de Aluminio

(PAC)

30

5


(PAC)

6


(PAC)

La variación del parámetro físico y químicos al final del procedimiento de la

prueba se presenta los porcentajes de remoción obtenidos en las tablas siguientes:

REMOCIÓN (%)

REACTOR DOSIFICACIÓN DQO SST

1 Cal+200 ppm Sulfato de Aluminio (S.A.) 65 89



4 Cal+200 ppm Policloruro de Aluminio (PAC) 47 92


6 Cal+600 ppm Policloruro de Aluminio (PAC)

Se observa un elevado porcentaje de remoción de los sólidos suspendidos

alrededor de 90% en los casos evaluado. Esta reducción se puede constatar al

determinar la turbidez en el agua clarificada obtenida en las jarras. El DQO

también fue removido en un 50% de promedio, el pH se locro establecer entre 7 y

8.5, los lodos generados aproximadamente en las jarras desde 0.2 a 0.3 cm de

altura en la jarra, los floculos tienen una apariencia buena.

El policlorudo de aluminio demostró ser un mejor coagulante-floculante para la

clarificación de la muestra en análisis en comparación al sulfato de aluminio, se

logra una remoción de la DQO en aproximadamente 55%.

Luego del análisis de remoción del porcentaje de los contaminantes químicos aún

no se puede realizar la descarga de este efluente tratado porque sobrepasa el límite

máximo predecible para la descarga al cuerpo receptor. Por lo que se diseñara un

tratamiento biológico de los hechos bacterianos, para cumplir con los parámetros

posibles de descarga.

31

La sedimentación es un proceso físico por la cuales las partículas en movimiento

sedimenta por gravedad y peso específico.

Estas partículas pueden ser separadas del medio líquido, en sedimentadores

estáticos, en forma circular o rectangular. En la que se considera el líquido claro,

en la parte superior el lodo se sedimenta

Método de secado de lodo, se refiere a una deshidratación natural y mecánica para

eliminar el contenido de la humedad, a valores menores de 85%, este secado

facilita el transporte y los costos de deposición final, la era del secado es una

forma simple del manejo de lodos y su mayoría en países en condiciones

climáticas templadas (ing. Sanidad Ambientaría). Este sistema de deshidratación

se lo realiza sobre filtros, que están compuesto por: arena, grabas, medio filtrantes

que permite el paso del agua y retienen los sólidos de suspensión, estos serían

filtros convencionales, la deshidratación también se puede realizar en filtro

prensa, los mismo que están constituido en placa filtrantes y están constituido por

una pre-capaz de tierra diatomeas. Luego que están en operación, con una bomba

centrifuga, se alimenta el filtro prensa, los solido suspendido van aquedar en el

filtro, como una torta filtrante y el agua es eliminada. Esta torta es evacuada.

32

2.2 MARCO METODOLÓGICO

El marco metodológico varía según el estudio, pero obviamente consta de una

serie de pasos generales a los cuales se debe proseguir. Se debe comenzar a

realizar el diseño de la investigación, en este caso una encuesta a los trabajadores

de la empresa. Para nuestra investigación se utilizó el método cualitativo o

metodología cualitativa, como indica su propia denominación tiene como meta

la interpretación de las cualidades de un fenómeno.

El marco metodológico a diferencia del marco teórico, se encarga de revisar los

procesos a realizar para la investigación, no sólo analiza qué pasos se deben seguir

para la óptima resolución del problema, sino que también determina, si las

herramientas de estudio que se van a emplear, ayudarán de manera factible a

solucionar el problema. Se refiere a una serie de pasos o métodos que se deben

plantear, para saber cómo se proseguirá en la investigación. Según plantea Carlos

Sabino, referido al marco metodológico:

“En cuanto a los elementos que es necesario, operacionalizar y pueden dividirse

en dos grandes campos que requieren un tratamiento, diferenciado por su propia

naturaleza: el universo y las variables”. (Sabino, 1992)

El enfoque cualitativo también se guía por áreas o temas significativos de

investigación. Sin embargo, en lugar de que la claridad sobre las preguntas de

investigación e hipótesis preceda a la recolección y el análisis de los datos (como

en la mayoría de los estudios cuantitativos), los estudios cualitativos pueden

desarrollar preguntas e hipótesis antes, durante o después de la recolección y el

análisis de los datos. Con frecuencia, estas actividades sirven, primero, para

descubrir cuáles son las preguntas de investigación más importantes, y después,

para refinarlas y responderlas. La acción indagatoria se mueve de manera

dinámica en ambos sentidos: entre los hechos y su interpretación, y resulta un

33

proceso más bien “circular” y no siempre la secuencia es la misma, varía de

acuerdo con cada estudio en particular. (Hernández, 2010).

Para este trabajo, nos vamos a concentrar y a utilizar el cuadro del CDIU, en lo

cual contienes y realizaremos los análisis de:

el análisis de las categorías, el análisis de las dimensiones con sus causas, el

análisis los instrumentos requeridos y viables para la interpretación de la

investigación, y el desarrollo de la unidad de análisis a través de la descripción de

la empresa.

CUADRO DEL CDIU

CATEGORÍA DIMENSIONES INSTRUMENTOS UNIDAD DE

ANALISIS

Mantenimiento

Los tipos de

mantenimientos que generan aguas residuales industriales

Encuesta

Mejorar la calidad

de las aguas residuales industriales

Personal

El personal de la

empresa capacitado

para controlar y

manejar los desechos

Encuesta

Gestión adecuada

de los afluente

Operación

Manual de

operaciones

contemplan el manejo

de los desechos

líquidos

Análisis

documental

Evaluar la

operatividad del

manual de

operación

Elaborado por: QF. Luis Allan G.

34

2.2.1 CATEGORÍAS

En estas categorías vamos a describir el mantenimiento, el personal y la

operación.

El mantenimiento como una herramienta es fundamental, para el buen

funcionamiento de la empresa, teniendo en cuenta que el mismo repercute

directamente en todo el proceso productivo. En otras palabras, si el

mantenimiento no es lo necesariamente bueno las instalaciones o equipos no

funcionarán el tiempo planificado, provocando con esto paradas costosas en el

proceso productivo, ya que si en ese momento no se cuenta con otro(s) equipo(s)

de producción o un personal que pueda arreglar el desperfecto no se terminará el

producto en tiempo, se atrasará la entrega del producto y por ende

provocará insatisfacción en el cliente, lo que se puede traducir en pérdidas de

dinero en un futuro.

El personal es el departamento dentro de una empresa que se encarga de

administrar los recursos humanos, liquidar los sueldos y también es el que conoce

las leyes o normas empresariales y ambientales.

La operación es el proceso de la producción, que sigue hasta llegar al producto

final o el bien, la forma en la que prestar el servicio, en su caso, que tendrá la

empresa. Estos aspectos se describen de forma detallada, puesto que determinarán

los recursos necesarios (humanos, materiales,...) que condicionarán la estructura

organizativa de la empresa y su repercusión en los costes de la misma. El plan

será muy distinto en función de si la empresa fabrica un producto o presta un

determinado servicio.

http://www.gestiopolis.com/conceptos-basicos-produccion/

http://www.gestiopolis.com/proceso-de-planificacion-y-programacion-del-mantenimiento/

35

2.2.2 DIMENSIONES

Los mantenimientos preventivos y correctivos de la empresa industrial, que

generan los residuo de líquidos (aguas residuales industriales), con medianas

concentraciones de porcentaje de hidrógeno y sólidos suspendidos, producto de la

limpieza de los equipos que se han trabajado, y de áreas.

El personal de la empresa está capacitado para evitar que se generen altas

concentraciones de contaminantes y elevados caudales, manejando

adecuadamente los manuales de mantenimientos, los mismos que dan la pauta

para gestionar los desechos sólidos no peligrosos, desechos peligrosos, limpieza

en seco y disposición final de los desechos.

Se realizó al personal una encuesta, para el mantenimiento y así realizar un

operativo con su análisis documental, para el procedimiento de una investigación

y lograr una información relativa.

2.2.3 INSTRUMENTOS

El método utilizado de medición exacto, y permite a otros científicos seguir

exactamente la misma metodología. Evita la ambigüedad en la definición de

variables y el error al momento de fijar criterios de mediciones del

comportamiento de estas y la comprobación de hipótesis. El investigador debe

definir una variable definible y cuantificable, que formará parte del problema de

investigación e hipótesis. (Nieto, 2010)

36

2.2.4 UNIDAD DE ANÁLISIS

La empresa seleccionada tiene varias instalaciones, pero el proyecto se está

realizando en la instalación en la planta Quevedo. La empresa está dedicada a la

activad de la producción y distribución de productos alimenticios con casa matriz.

La empresa, decidió contratar los servicios profesionales para poner en marcha el

proyecto de tratamiento físico químico de la ARI, para estabilidad de la empresa,

sus empleados y la comunidad.

2.2.5 GESTIÓN DE DATOS

Unas de las principales de las fuentes de datos, es el análisis cualitativo, la

entrevista, desarrollo de las preguntas que pueden ser: preguntas abierta (permiten

conocer la opinión del entrevistado) o preguntas cerradas (pueden ser

dicotómicas, o nominales, ya que permiten tabularse de manera más sencilla).

"Una base de datos es una colección de datos estructurados según un modelo que

refleje las relaciones y restricciones existentes en el mundo real. Los datos, que

han de ser compartidos por diferentes usuarios y aplicaciones, deben mantenerse

independientes de éstas, y su definición y descripción han de ser únicas estando

almacenadas junto a los mismos. Por último, los tratamientos que sufran estos

datos tendrán que conservar la integridad y seguridad de éstos."

(MOTA, CELMA y CASAMAYOR, 1994: 9)

Se realizó una encuesta para nuestra investigación para 50 personas en la empresa,

que se formuló con cinco preguntas adecuadas, de acuerdo con la naturaleza de la

investigación y, sobre todo, considerando el nivel de estudio y de experiencia de

las personas que se van a responder el cuestionario con la mayor educación. Como

por ejemplo de la encuesta de escala de Likert en la tabla 2.

37

Tabla 2

Encuesta de escala de Likert

PREGUNTAS

Mu

y d

esac

uer

do

En

d

esac

uer

do

ind

ecis

o

De

acu

erd

o

Mu

y d

e ac

uer

do

¿Cree Ud. Que es necesario el tratamiento y reutilización de las

aguas residuales industriales de la empresa?

¿Cree Ud. Un agua residual es dañino para una descarga para un

cuerpo receptor para el Rio-Baba?

¿Cree Ud. Que los malos olores producidos por la descomposición

del agua no deben de existir?

¿La empresa que está dedicada a la elaboración de productos de

aves y cerdos, para la descarga de sus afluentes debe estar dentro

del marco legal, cumpliendo las leyes del medio ambiente

ecuatoriana?

¿Para usted es importante el medio ambiente para las futuras

generaciones?

2.2.6 CRITERIOS ÉTICOS

Este trabajo es aprobado por el departamento del medio ambiente y por el Ing.

Geovanny Coronado Gerente de la empresa.

2.2.7 RESULTADOS

38

1. ¿Cree Ud. Que es necesario el tratamiento y reutilización de las aguas

residuales industriales de la empresa?

Cuadro # 1

Valor Frecuencia Porcentaje

Muy de acuerdo 30 60%

De acuerdo 12 24%

Indiferente 3 6%

En desacuerdo 3 6%

Muy en desacuerdo 2 4%

Total 50 100%

Análisis

El resultado de esta encuesta demuestra que un 60% de los encuestados está muy

de acuerdo, un 24% de los encuestados está de acuerdo, un 6% de los

encuestados es indiferente, un 6% de los encuestados está en desacuerdo y un 4%

de los encuestados está muy en desacuerdo. De la pregunta ¿Cree Ud. Que es

necesario el tratamiento y reutilización de las aguas residuales industriales de la

empresa?

39

2. ¿Cree Ud. Un agua residual es dañino, para una descarga, para un cuerpo

receptor para el Rio-Baba?

Cuadro # 2

Análisis



encuestados es indiferente, un 26% de los encuestados está en desacuerdo y un

40% de los encuestados está muy en desacuerdo. De la pregunta ¿Cree Ud. Un

agua residual es dañino para una descarga para un cuerpo receptor para el Rio-

Baba?


Muy de acuerdo 0 0%

De acuerdo 6 12%

Indiferente 11 22%

En desacuerdo 13 26%


Total 50 100%

40

3. ¿Cree Ud. Que los malos olores producidos por la descomposición del

agua no deben de existir?

Cuadro # 3

Análisis




42% de los encuestados está muy en desacuerdo. De la pregunta ¿Cree Ud. Que

los malos olores producidos por la descomposición del agua no deben de existir?


Muy de acuerdo 0 0%

De acuerdo 0 0%

Indiferente 9 18%

En desacuerdo 20 40%


Total 50 100%

41

4. ¿La empresa que está dedicada a la elaboración de productos para aves y

cerdos, para la descarga de sus afluentes deben estar dentro del marco

legal, cumpliendo las leyes del medio ambiente ecuatoriana?

Cuadro # 4

Análisis



encuestados es indiferente, un 0% de los encuestados está en desacuerdo y un 0%

de los encuestados está muy en desacuerdo. De la pregunta ¿La empresa que está

dedicada a la elaboración de productos para aves y cerdos, para la descarga de sus

afluentes deben estar dentro del marco legal, cumpliendo las leyes del medio

ambiente ecuatoriana?



De acuerdo 25 50%

Indiferente 0 0%

En desacuerdo 0 0%


Total 50 100%

42

5. ¿Para usted es importante el medio ambiente para las futuras

generaciones?

Cuadro # 5

Análisis




20% de los encuestados está muy en desacuerdo. De la pregunta ¿Para usted es

importante el medio ambiente para las futuras generaciones?



De acuerdo 15 30%

Indiferente 1 2%

En desacuerdo 9 18%


Total 50 100%

43

CAPÍTULO 3

SOLUCIÓN PROPUESTA

ANTECEDENTES.

El objetivo del tratamiento de las aguas generadas en la planta industrial, es la

remoción de los contaminantes físicos y químicos contenidos del agua.

GENERALIDADES DE LAS AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES

La concentración de los contaminantes orgánicos e inorgánicos se generan en:

lavado graneros, carros, derrames de polvo y granos, derrame de melaza, polvo,

operación sin experiencia y con experiencia. El caudal generado es de 163 m3/día

la empresa contrata a la universidad católica de Quito, para que realice el

monitoreo de los siguientes parámetros: Aceites y grasas, Solidos suspendidos,

solidos totales, potencial hidrogeno, DQO, DBO y metales pesados.

TEORIA DE LA COAGULACIÒN

Es el proceso de desestabilización de los coloides, esto quiere decir eliminación

de las propiedades que les hacen mantenerse en suspensión. La desestabilización

es el mecanismo de anular la carga eléctrica (-). Para esto se utilizan reactivos

químicos que tienen la propiedad de producir la desestabilización

El tiempo que se requiere para que se produzca la coagulación debe de ser menor

a 1 minuto, también es importante que el reactivo se mezcle con un régimen

turbulento para que se mezcle con la masa de agua, mezcla que debe estar

comprendida de 3º segundos a 3 minutos, esta mezcla debe conseguirse aplicando

mucha energía y violencia.

44

Estas partículas desestabilizadas es necesario que se sedimenten. Pero debido a su

tamaño aún no es el óptimo para que en periodos cortos se sedimenten, deben

aumentar de tamaño y peso. Esto se logra mediante el proceso de floculación.

3.1 DEFINICIÓN DE FLOCULACIÓN, COAGULACION Y

SEDIMENTACION DE REACTIVOS QUÍMICOS

COAGULANTES.- la desestabilización del coloide se realiza mediante la

adición de un electrolito de carga opuesta a la partícula coloidal y este efecto

aumenta con el número de cargas que lleva el electrolito, cuando mayor es la

valencia mejor actúa el coagulante.

SULFATO DE ALUMINIO HIDRATADO.- (SO4)3Al2 18H2O; en el mercado

se encuentra en forma granular o líquida.

CLORURO FÈRRICO.- Cl3 Fe, usado en aguas residuales, pero menos en

aguas potables porque da color. Se suele encontrar de forma líquida en

concentraciones al 37% - 47%.

SULFATO FERROSO Y FÉRRICO.- SO4Fe 7H2O y (SO4)Fe2 3H2O; se

suministran en forma sólida.

POLÍMEROS.- Son compuestos orgánicos e inorgánicos que tienen un gran peso

molecular, forman cadenas largas y tiene cargas eléctricas (polilectrolitos), hay

polímeros aniónicos (-) y catiónicos (+) los polímeros que más se utilizan son los

catiónicos porque los coloides son aniónicos.

45

POLICRORURO DE ALUMINIO.- Son compuestos nuevos más complejos;

Cl3n m (OH) m Aln.

Cuando se agrega una solución de sulfato de aluminio, una parte de estos iones

trivalentes neutralizan la carga negativa del coloide y simultáneamente reaccionan

con el agua formando hidróxidos insolubles según la reacción:

(SO4)3 Al2 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3SO4 H2

El hidróxido de sodio insoluble por un mecanismo independiente atrapa los

coloides desestabilizados y facilita su sedimentación o separación del seno del

agua.

FLOCULANTES.- Las partículas formadas durante el proceso de floculación

todavía aún no tienen el tamaño suficiente o baja densidad que se sedimenta con

dificultad para sedimentar con mayor facilidad se debe de aumentar el tamaño de

estas partículas desestabilizadas agregando productos químicos que poseen

moléculas de alto peso molecular y solubles en el agua y que al disociarse den

formas iónicas múltiples, capaces de actuar de fuentes de unión entre las

partículas coaguladas, como polímeros que ya se describió anteriormente.

COADYUVANTES.- Tiene por objeto mejorar los coagulantes y floculantes en

el proceso físico químico.

UNIDADES DE COAGULACIÒN

La coagulación se realizó en un régimen turbulento –en periodos cortos esta

mescla puede ser hidráulica o mecánica.

46

TEORIA DE LA FLOCULACIÒN

Es la agregación de las partículas desestabilizadas. Esta agregación se consigue

poniendo en contacto las partículas y si hay algo que crece entre ellas enlaces ,

que se los mantenga en contacto , la agregación se consigue mediante una mezcla

lenta y en el tanque de mantos suspendidos, las rpm deben ser de 6 a 7. El tiempo

de coagulación se lo determina mediante la bibliografía y los datos experimentales

en el test de jarra que están comprendidos de 20 a 30 minutos.

Se debe considerar que la mezcla para la formación del FLOC no debe de ser con

demasiada energía porque se romperían los floculos ya formados, este proceso de

mezcla de floculación debe ser lenta, como se explicó en el párrafo anterior.

3.2 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FLOCULACIÒN

Entre los factores que influyen en la eficiencia de este proceso son:

a) Naturaleza del agua

Característica física y química

Alcalinidad pH, turbidez

La concentración de las partícula que están relacionado con la turbidez que

también influencia en el proceso de floculación

Depende también el tamaño inicial de las partículas

b) El tiempo de floculación

En una forma práctica el tiempo de floculación òptimo se obtiene mediante el test

de jarra

47

La resistencia de los floc. Depende:

- Tamaño, forma y compactación

- Tamaño, fuerza y micro partículas

- Se debe graduar el gradiente de velocidad en forma decreciente evitando

tramos intermedio con altos ingredientes

RESULTADO DE LA PRUEBA DE TEST DE JARRA

COAGULACIÓN FLOCULACIÓN SEDIMENTACIÓN

100 r/min 7 - 8 r/min 1 - 2 horas

Menor a 1 min. 20 - 30 min 1- 2 horas

Guía por: ing. sanitario y ambiental

Para el tratamiento del agua residual industrial se efectuaron la dosificación de los

coagulante-floculantes y sulfato de aluminio (Al2(SO4)3) en dosificación de

200mg/l a 600 mg/l, además de cal para el ajuste de pH de 6.6 aproximadamente

a 8.5. También se utilizó policlorudo de aluminio en dosificaciones de 200mg/l a

600 mg/l

SISTEMA SELECCIONADO DE TRABAJO PARA PRUEBA DE

JARRA

PUNTO JARRA DOSIFICACIÓN

ARI




4


(PAC)

5


(PAC)

6


(PAC)

48

La variación del parámetro físico y químicos al final del procedimiento de la

prueba se presenta los porcentajes de remoción obtenidos en las tablas siguientes:

REMOCIÓN (%)

REACTOR DOSIFICACIÓN DQO SST






6 Cal+600 ppm Policloruro de Aluminio (PAC)

Se observa un elevado porcentaje de remoción de los sólidos suspendidos

alrededor de 90% en los casos evaluado. Esta reducción se puede constatar al

determinar la turbidez en el agua clasificada obtenida en las jarras. El DQO

también fue removido en un 50% de promedio el pH se locro establecer entre 7 y

8.5, los logos generados aproximadamente en las jarras desde 0.2 a 0.3 cm de

altura en la jarra, los floculos tienen una apariencia buena.

49

3.3 DISEÑO DEL TANQUE DEL MANTO SUSPENDIDO

Coagulación- floculación – sedimentación

50

3.4 CALCULO DEL TANQUE DEL MANTO SUSPENDIDO

CÁLCULOS. PARA EL DISEÑO

Q: 7m3/hr

VOLUMEN DEL TANQUE DE FLOCULACIÓN

Q= 0.140 M3 / min

TRH= 30 min

Q = V

T

V = 0.140m3 X 30 min

Min

V = 4.2 m3 – 4.5 m3

V = a. h h=2m

A = 4.5 m3 = 2.25 m2

2M

O = 4X2.25

O = 1.69 m = 1.7

DATOS.

DIMENSIONES DEL TANQUE FLOCULADOR

o = 1.7 m

h = 2m

v = 2.26 X 2 = 4.5 m3

51

DISEÑO DEL TANQUE DE SEDIMENTACIÓN

VOLUMEN DEL TANQUE DE SEDIMENTACIÓN

O = 0.140M3 X 120 min

min

V = 16.8 m3

A = 16.8

2

A = 8.4 m2

O = 8.4 X 4

O = 3.27

O = 3.3 m

DATOS.

DIMENCIONES DEL TANQUE SEDIMENTACIÒN

O = 3.3 m

H = 2m

V = 8.55 m2 X 2m

V = 17.1 m3

DATOS.

BOMBA DE AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL = 140 L / min

BOMBA DE SOL DE SULFATO DE ALUMINIO = 0.4 L / min

BOMBA DE SOL DE ÒXIDO DE CALCIO = 2 L / min

VOLUMEN DE TANQUE DE SOL DE SULFATO DE ALUMINIO 150 L

VOLUMEN DE TANQUE DE SOL DE CAL 150 LITROS

52

SOLUCIÓN

DOSIS DE SULFATO DE ALUMINIO 200mg/L

DOSIS DE SOL DE ÓXIDO DE CALCIO 150 mg / L

CÁLCULOS

CARGA BASE

Para Sol. De sulfato de aluminio

m = C. Q

t

m = 200mg (S04) 3 Al2 x 140 L = 28 g (S04) 3 Al2/min

t 2

28 g (S04) 3 Al2 x 150 L= 10.5 kilos (S04) 3 Al2

0.4 LITROS

CARGA BASE

10.5 kilogramos que se disuelven hasta un volumen C.S.P = 150 litros de sol.

CARGA BASE para el sol. de óxido de calcio

m = C. Q

t

m = 150 mg CaO x 140 L = 21 grm de CaO

t L min

M = 21 grm de CaO / Min x 140 litros ARI = 3 kilos CaO

2L min

CARGA BASE

3 kilogramos de óxido de calcio para disolver en un volumen con capacidad

suficiente de 150 litros de solución

53

3.5 DETERMINACIÓN DE CAUDALES DEL AGUA RESIDUAL

CALCULO PARA CAUDAL DE LA PTA INDUSTRIAL QVDO CAUDAL UNIDADES

ARCOS DESINFECCIÒN 0,978 m3/hr

PEDILUVIO VEHICULAR 0,99 m3/hr

LAVADO DE VEHÌCULO 1,04 m3/hr

LAVADO DE GRANELEROS 0,9 m3/hr

LABORATOIO 0,6 m3/hr

ALMACENAMIENTO LÌQUIDO VISCOSO 2.5 m3/hr

CAPACIDAD PTAR INDUSTRIAL A TRATAR 7 m3/hr

54

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

El diseño de la unidad de tratamiento físico químico implementada en una

empresa que elabora productos para aves y cerdos logro remover la carga

contaminante que presentaban sus aguas residuales.

El diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales considero tanto el caudal

y las características física química del afluente generado por la empresa que

elabora alimentos para aves y cerdos.

La estación depuradora implementada de acuerdo a los resultados obtenidos se

pudo evidenciar que los parámetros evaluados se encuentran dentro los rangos de

remoción establecidos.

El valor de la Demanda Química de Oxígeno presentaba inicialmente un valor

promedio de 800 mg/L, luego del paso por la unidad de depuración físico química

descendió a un valor de 398 mg/L, lo que da un valor de remoción de 50 %.

El valor de los Sólidos Suspendidos removidos fue desde 370 mg/L a 30 mg/L,

con una remoción aproximada del 90%.

Del resultado del proceso físico químico implementado, se puede establecer que

los procesos involucrados en el tratamiento se han desarrollado de manera óptima.

Estos resultados fueron monitoreados por el Laboratorio de la Universidad

Católica de Quito.

RECOMENDACION

En el evento de existir un incremento en la generación de aguas residuales, se

recomienda diseñar un tanque de mantos suspendidos de acuerdo al volumen

incrementado.

Para preservar la calidad del afluente tratado es importante mantener el

entrenamiento y la capacitación del personal que va a operar las unidades de

tratamiento físico químicas de la empresa.

Es necesario controlar los derrames de melaza y de polvo, para evitar el

incremento de las contaminaciones del A.R.I.

55

BIBLIOGRAFÍA

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vertido y Reutilización. Impreso en España.

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España.

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lengua inglesa publicada en Londres.

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Temprano González (2001). Vol. 1 y 2 Ingeniería sanitaria y Ambiental

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56

ANEXOS

57

TANQUE DE MANTO SUSPENDIDOS

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